Гибридные человеко-куриные эмбрионы позволили выявить ключевой момент в раннем развитии человеческого зародыша - Гранит науки - 2018-05-31

Прежде чем скопление клеток превратится в эмбрион, должен начаться процесс, в котором определится «верх и низ» будущего существа. Этот процесс, названный эмбриональной индукцией, у человека прежде никогда не наблюдали. Авторам публикации в недавнем номере Nature удалось отследить, как предполагаемые концепцией эмбриональной индукции особые клетки-организаторы направляют развитие зародыша с участием человеческого материала. Клетки-организаторы как таковые были открыты в 1924 году в серии экспериментов немецких биологов Ханса Шпемана (Hans Spemann) и Хильды Мангольд (Hilde Mangold), которые пересаживали клетки со спинной части – дорсальной губы - эмбрионов тритона слабопигментированного вида на переднюю – вентральную – область зародыша тритона более пигментированного вида. Клетки дорсальной губы образуют, в частности, специфическую структуру, хорду, и после их пересадки и под их влиянием в вентральной области тритона-реципиента выросла вторая хорда, которая была пигментирована слабее остальных частей зародыша, что указало на происхождение из клеток тритона-донора. С тех пор были выявлены клетки-организаторы в эмбрионах многих видов, но не человека. Эксперименты с человеческими зародышами старше 14 дней запрещены этическими нормами и законодательством многих стран, а клетки-организаторы по всей вероятности возникают на границе этого срока.

В 2016 году группа эмбриологов под руководством Али Бриванлу (Ali Brivanlou) из Рокфеллеровского Университета в Нью-Йорке (Rockefeller University in New York City) впервые дорастила человеческие эмбрионы до 14-дневного состояния и была вынуждена остановить их развитие до начала сложной реорганизации с образованием конечностей и зачатков органов. На этой стадии никаких клеток-организаторов ученые не обнаружили. В новом исследовании та же группа авторов обошла двухнедельное ограничение, вырастив эмбрионоподобные структуры из эмбриональных стволовых клеток человека. Культивируя клетки на площади диаметром в 22 миллиметра, ученые вынудили их организоваться структурно, а не расползаться бесформенно в горизонтальном направлении. Формирование различных клеточных слоев, свойственных ранним стадиям зародыша, стимулировали серией ростовых факторов. При этом в некоторых клетках заработали гены, экспрессируемые в клетках-организаторах других видов. Пересадив полученные эмбрионоподобные скопления человеческих клеток 12-часовым куриным зародышам – этот срок эквивалентен 14 дням развития человека – ученые обнаружили у модифицированных зародышей формирование второй нервной системы, обусловленное влиянием человеческих клеток-организаторов. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».